高分一号卫星在土地利用遥感监测中的应用_李智峰

GF -1影像地物最优分割尺度确定方法与评价何燕君1 徐军2 宋之光1 黄胜敏1（1.南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，广西 南宁 530001；2.南宁师范大学自然资源与测绘学院，广西 南宁 530001）摘　要：GF-1卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，在土地利用变更调查、土地利用动态监测等方面发挥重要作用。

在面向对象的信息提取研究中，传统最优分割尺度方法得到的往往是某一个确定数值。

以GF-1影像为实验影像，分别利用均值方差法、最大面积法、面积比均值法等方法，对影像常见地物进行最优分割尺度研究，得到最优分割尺度区间，采用eCognition 软件ESP 工具进行分割结果评价，在这个区间都能得到较好的分割效果。

关键词：GF-1；多尺度分割；最优尺度；eCognition；ESP1 引言高分一号（GF-1）卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，已应用于土地利用动态遥感监测、土地利用变更调查等行业。

GF-1影像极大丰富了从影像中获取的地物信息。

影像分割是面向对象方法提取影像信息的首要环节。

GF-1影像在色调、亮度、饱和度、纹理和形状等方面均有提升，但其光谱特征由于波段较少削弱了作用[1]。

传统基于像元的影像处理方法信息提取精度偏低，且“椒盐”“噪声”现象明显，结果并不理想。

经过国内外学者不断研究，面向对象影像分析技术应运而生，成为高分遥感影像信息获取的主要方法，也有学者称之为面向地理对象的图像分析技术[2]。

面对影像分析技术最重要的是影像分割，影像分割是面向对象分类的关键技术之一，而分割尺度对地物的提取精度有重要影响，尺度选择的好坏影响影像分割质量、分类精度。

因此，确定最优分割尺度是影像分类的前提。

高分辨率遥感影像地物最优分割尺度的确定对面向地理对象的影像分析有重要意义。

本文利用均值方差法、最大面积法、面积比均值法和最优尺度估计法等常见最优尺度确定方法，对试验区GF-1影像进行耕地、林地、水体、裸地四种主要地物的多尺度分割实验，最终确定各自最优分割尺度参数。

收稿日期：2008-10-30；修订日期：2008-12-18地调项目：中国地质调查局地质调查项目（编号:1212010816033）资助作者简介：李志忠（1963-），男，教授级高级工程师，从事遥感地质应用研究通讯作者：杨日红（1974-），男，博士，副研究员，从事遥感地质应用与技术方法研究。

E-mail:yangrihong@地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第28卷第2~3期2009年3月Vol．28，No s ．2~3Mar ．，2009从20世纪70年代末至80年代初美国提出高光谱遥感概念模型并研制成像光谱仪以来，世界上一些发达国家，如美国、加拿大、澳大利亚和欧盟国家，在研究和开发高光谱遥感的技术和方法方面开展了大量的工作，已经形成涵盖不同光谱波段和具有不同空间分辨率的不同平台的高光谱遥感技术体系。

地质应用是高光谱遥感应用最早、最成功的领域之一。

80年代以来，高光谱遥感被广泛地应用于地质、矿产资源及相关环境的调查中。

最近15年来的研究表明，高光谱遥感可为地质应用的发展做出重高光谱遥感卫星技术及其地质应用李志忠1，杨日红1，党福星1，张显峰2，谭炳香3，赵慧洁4LI Zhi-zhong 1,YANG Ri-hong 1,DANG Fu-xing 1,ZHANG Xian-feng 2,TAN Bing-xiang 3,ZHAO Hui-jie 41.中国国土资源航空物探遥感中心，北京100083；2.北京大学，北京100871；3.中国林业科学研究院林业资源信息研究所，北京100091；4.北京航空航天大学，北京1000831.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Centre for Land and Resources,Beijing 100083,China;2.Peking University,Beijing 100871,China;3.Institute of Forest Resource Information of Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091,China;4.Beijing University of Aeronaustics &Astronaustics,Beijing 100083,China摘要：在收集国内外高光谱技术发展、地质应用与研究实例资料的基础上，主要介绍了国内外高光谱地质应用的现状及其主要进展，并简要介绍了高光谱地质应用的主要技术。

“高分一号”卫星遥感成像特性“高分一号”卫星是我国自主设计、制造、发射的高清分辨率遥感卫星，是我国高分辨率遥感卫星家族的第一颗卫星。

该卫星发射时间为2015年9月9日，在轨运行4年来，已经取得了丰富的遥感影像数据，为我国的国土资源调查、环境监测、气象预报等多个领域提供了重要的支持。

本文主要通过对“高分一号”卫星遥感成像特性的论述，全面解析该卫星在遥感应用方面的优势和特点。

首先，高分辨率是“高分一号”卫星的最大特点。

其积极有效地弥补了我国空间遥感技术在分辨率方面的不足。

该卫星最高分辨率可达0.5米，较之以往我国的遥感卫星分辨率提升了一个级别，极大的提高了空间遥感技术的精度和分辨率。

该卫星在成像过程中，采用三线阵式相机系统，图像质量高，特别适合城市布局、高速公路等要求高精度的图像采集。

其次，“高分一号”卫星在数据覆盖和响应速度方面也有很大的优势。

该卫星的覆盖能力可达全球，实现高分辨率遥感卫星数据的全球采集和响应能力，为我国战略情报和海外投资环保等领域提供了决策依据。

卫星数据处理系统具有高效性和实时性，数据处理的速度较快，数据更新周期也短，数据响应速度得到了有效保障。

再次，“高分一号”卫星的红外遥感技术在许多应用领域都具有非常广泛的应用前景。

卫星载荷中的红外光学相机可以进行陆地、海洋监测、自然资源调查、暴雨、暴雪、沙尘暴等天气事件预警预报。

该卫星在应对森林火灾、污染事件、自然灾害等多个领域具有较好的应用前景和应用价值。

实现高精度地遥感监测与预警，提供科学依据为行动指引。

最后，“高分一号”卫星近地点时间、空中可见时间窗口等设计方面，为长期稳定数据的采集提供了保障。

另外，该卫星在传输系统方面采用高速带宽，大大缩短了数据传输时间，进一步提高了数据处理的速度和效率。

总之，“高分一号”卫星的遥感成像特性使得其具有非常广泛的应用前景。

该卫星不仅在空间分辨率、响应速度、数据覆盖及红外技术上占有绝对优势，而且还兼顾了网络、链路等方面的设计，为我国农业、水利、林业、城市规划等多个领域提供了强有力的支持，极大地推动了我国遥感产业的发展。

074城市地理遥感在土地资源管理中的应用张奕凡肖鲁湘（鲁东大学资源与环境工程学院，山东烟台264000）摘要：遥感作为一种高效获取信息的技术，在土地资源管理中有着广泛的应用，主要用于土地资源调查、土地利用动态监测、矿产资源调查利用监测及地质环境调查与灾害监测等方面。

关键词：遥感；土地资源管理遥感技术的源头是航空遥感，最早应用于军事领域，1920年后开始应用于某些民用领域，如地质研究、土木工程中的勘察测量等［1］。

20世纪60年代初，通过利用多光谱空中摄影技术，人们可以获取到多光谱图像。

1972年7月美国成功发射第一颗对地观测卫星，用于探测地球资源与环境状况，标志着遥感技术开始应用于土地资源调查和环境勘测领域。

遥感技术获取资料速度快、覆盖范围广，在土地资源调查、土地利用动态监测、矿产资源调查利用监测及地质灾害调查与监测方面都扮演着重要角色。

1．遥感在土地资源调查中的应用遥感是一种高效获取信息的手段，它具有信息量丰富、获取信息资料周期短及多光谱探测等特性，在土地资源调查中应用十分广泛［2］。

1978年7月，中科院牵头开展了“腾冲县大型综合航空遥感实验研究”项目，利用遥感图像完成了勘察自然资源和自然环境的目标，搞清楚了试验区的地面实况。

1980年，我国利用Landsat MSS遥感图像开始进行土地利用现状概查，经过多部门团结协作，编制了500余幅土地利用现状图等相关图件，基本完成了查清家底的目标。

但是由于技术和条件有限，土地利用概查的结果几何精度不够高，比例尺较小，无法满足我国土地资源管理的需求［3］。

1984年起，原国家土地局开展了土地利用现状详查，到1995年5月，共完成了2843个县级单位的土地利用现状调查［4］，详查编制完成的土地利用现状图，至今仍作为我国土地管理的基础［5］。

2007年，国土资源部组织开展第二次全国土地调查，经过以往实践验证的先进、高效的技术方法、相关关键技术在这次土地调查中得到了更加深入的应用。

第29卷，第！期国土资源遥感V929，N〇&l2017 年10 月REMOTESENSINGFORLAND&RESOURCES Oct.，20l7doi!10. 6046/gtzyyg. 2017. !. 11引用格式：薛庆，吴蔚，李名松，等.高分一号数据在矿山遥感监测中的应用*J].国土资源遥感，2017，29$!):67 - 72.$X ue Q，W u W，Li M S，et a l. Application of G F- 1 satellite data to remote sensing monitoring of the mine* J]. Remote Sensing sources，2017,29$ s1)：67 -72.)高分一号数据在矿山遥感监测中的应用薛庆1!2,吴蔚\李名松\董双发\章新益\石海港1(1.核工业航测遥感中心，石家庄050002; 2.东华理工大学，南昌330013)摘要：利用卫星遥感技术开展矿山监测是国土资源部矿证管理的重要技术手段。

高分一号（G F-1)卫星是我国高分专项的首发星，具有较高的影像数据获取能力，为矿山遥感监测工作提供了重要的数据源选择。

对G F - 1数据作了简要介绍，并开展了几何纠正、波段组合、数据融合、图像增强等数据处理方法的研究，探索出了适合本项工作的最佳处理方法。

全面阐述了矿山遥感监测信息提取的内容和影像特征。

通过在鞍本辽铁矿区的成功应用，表明G F- 1数据能够很好地应用于矿山开发状况、占地、地质灾害、环境恢复治理等矿山遥感监测各项工作。

关键词：高分一号；矿山遥感监测；数据处理；信息提取中图法分类号# T P79文献标志码：A文章编号#1001 -070X(2017)S1 -0067 - 06〇引言利用卫星遥感技术开展矿山监测具有直观、快速、高效、准确、全面的显著特点，是国土资源部矿政 管理的重要技术手段之一[14。

高分卫星在三江源国家公园生态监测中的应用图1 2021年三江源国家公园各类生态系统覆盖范围占比图2 2021年三江源国家公园部分区域生态系统格局分布图3 2020－2021年三江源国家公园部分区域土地覆盖变化监测成果2．土地覆盖变化监测土地覆盖变化监测主要采用高分二号卫星影像数据，进行辐射定标、大气校正、正射校正、融合镶嵌等预处理后，采用人机交互解译的方法，运用的空间分析功能对2020年与2021年多景影像进综合利用直接判读、对比分析等方法，根据影像各地类的颜色、纹理分布等特征勾绘地类界线，提取出地类变化的矢量图层，实现三江源国家公园土地覆盖变化监测，获取土地覆盖变化监测2021年土地覆盖变化监测成果可知，2021年草地和森林的面积增加，能够更好地固定土壤，减少水土流失，结合多期土地覆盖变化数据，分析可得出三江源国家公园生态环境状况整体不断改善。

土地覆盖变化监测可获取三江源国家公园区域内自然资源的利用情况，完善遥感监测管理数据库和动态数据库，为三江源国家公园生态管理提供重要的数据支持和数据核查依据，对自然资源管理工作和园区经济发展具有重要意义。

图2021年三江源国家公园部分区域土地覆盖变化监测成果展示。

其中，浅绿色图斑为新增草地，蓝色图图4 三江源国家公园部分区域2021年1月叶面积指数图5 三江源国家公园部分区域2021年8月叶面积指数四、结语生态环境对人类的生存和永续发展至关重要，三江源国家公园作为我国重要的生态安全屏障，其生态监测需求日益提升，高分卫星遥感监测作为生态监测的重要技术手段，已在三江源国家公园生态状况监测、自然资源监测、科学利用监测和保护管理监测中发挥了显著作用。

随着科学技术的发展，高分遥感正展现出更多元的数据监测方式、更精准的时空分辨率、更高效的监测能力以及更便捷的场景应用形式，在三江源国家公园生态管理中将提供重要决策依据，在其生态监测中发挥不可替代的作用。

参考文献[1]曾纳,任小丽,何洪林,等.三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响[J].生态学报,2023,43(3):1175-1184.[2]蒋明明,刘佳,侯伟,等.一种改进的遥感生态指数构建及湿地监测应用[J].测绘科学,2022,47(7):85-92.[3]刘兵兵,魏建新,胡天宇,等.卫星遥感监测产品在中国森林生态系统的验证和不确定性分析—基于海量无人机激光雷达数据[J].植物生态学报,2022,46(10):1305-1316.[4]苏艳军,严正兵,吴锦,等.生态遥感新方法及其在自然保护地天空地一体化监测中的应用[J].植物生态学报,2022,46(10):1125-1128.[5]权文婷,张树誉,刘艳,等.基于遥感生态指数的陕西省东庄水库流域生态环境变化监测与评价[J].水土保持通报,2022,42(5):96-113.[6]聂国梅.遥感生态指数构建在自然生态环境监测中的应用——以滁州市为例[J].资源信息与工程,2022,37(6):94-97.。

“高分一号”多光谱遥感数据特征评价分析孙明1，钟仕全1，孙涵1，谢敏2，吴朝晖1（1 广西区气象减灾研究所/国家气象卫星中心遥感应用试验基地/气象GIS应用联合实验室，南宁530022；2 广西区气候中心，南宁 530022）摘 要：本文主要利用多种数据质量指标对高分一号WFV4传感器的多光谱图像数据进行了评价，并将其和美国最新发射的Landsat-8 OLI数据进行对比分析，结果表明：GF-1卫星在灰度值分布、影像所含信息量等方面与Landsat-8卫星有一定差距，但在空间分辨率、近红外波段的独立性以及地物可分性方面则要强于Landsat-8，在国土资源调查、环境监测等方面具有很大的潜力。

关键词：高分一号；Landsat-8 OLI；地物光谱；遥感1 引言随着我国经济建设的快速发展，广大用户对高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和全天候的卫星遥感数据的需求十分迫切，面对复杂多样的自然灾害及环境问题,急需能够共享的、标准化的、能满足不同需求的不同类型的卫星遥感数据, 满足灾害和环境监测与预报的要求。

随着微电子、微机械等技术的迅猛发展，对地遥感技术取得了重大的突破性进展，作为对地遥感卫星家族的主要成员之一的高分辨率遥感卫星成为国内外用户的宠儿，尤其是在精细农业、化工、资源详查、水利、测绘、重大工程、新闻报道等领域的应用为世界各国带来了巨大的经济效益和难以估量的社会效益。

国家根据这一经济发展大需要，提出建设“天地一体化的对地观测体系”的发展思路，近年来接连发射成功了多颗高分辨率的资源卫星：主要包括资源一号02C星、资源三号卫星以及最新发射的高分一号卫星，这一系列卫星构成了我国高空间分辨率和高时间分辨率对地观测体系，改变了我国从国外大量购买卫星影像的被动局面，提升了高分辨率遥感卫星影像的自主供给能力和国际竞争力[1]。

其中，最新发射的“高分一号”卫星突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，对于推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率，具有重大战略意义。

Remote Sensing
高分一号
02/03/04星
在森林火灾监测中的应用
文｜ 中国林业科学研究院资源信息研究所 刘树超 覃先林 李晓彤 刘倩
本文介绍了高分一号卫星的概况和利用高分一号 02/03/04星在我国森林火灾监测中开展的应用实例，表明这三颗卫星数据可在我国森林火灾应急监测领域发挥重要的作用，并对利用空间技术实现我国“十三五”森林防火二期规划目标的发展方向进行了展望。

a.阿巴河林场（高分一号02星）
b.汗马国家级自然保护区（高分一号03星）
图2火烧迹地识别结果图
c.汗马国家级自然保护区（高分一号04星）
从图1可以看出，融合后的高分一号 02/03/04星卫星影像，兼具高空间分辨率和多光谱的优势，可以清晰地辨别出过火区域的边界，及火烧迹地内不同区域的受灾程度的情况；红色区域是目视解译勾绘得到的火烧迹地范围边界，通过计算可以分别得到两次森林火灾形成的过火区域的面积。

（２）火烧迹地识别
通过对三景融合后的高分一号 02/03/04星影像的森林火烧迹地及典型地物的识别，来评价高分一号 02/03/04星影像识别森林火烧迹地的能力。

在经正射校正和融合等处理后的高分一号 02/03/04星影像中，分别选取植被、裸地、火烧迹地、水体、云阴影区、农田、云和建筑用地等八种地类作为分类
图1过火区边界解译结果图
b.汗马国家级自然保护区（高分一号03星）
c.汗马国家级自然保护区（高分一号04星）。